Preview

ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

Расширенный поиск

Особенности генетической структуры восстановленной в Государственном природном заповеднике «Приволжская лесостепь» популяции степного сурка (Marmota bobak Müll.) (Sciuridae, Mammalia)

https://doi.org/10.35885/1684-7318-2026-1-102-121

Аннотация

   Приводятся результаты анализа генетической структуры восстановленной на территории Государственного природного заповедника «Приволжская лесостепь» популяции степного сурка в сравнении с материнскими популяциями по 4 локусам микросателлитной ДНК (Xmoh C10, Xmoh D116, IGS-bp, Ssu17). Выявлены особенности, свидетельствующие как о качестве формирующегося состава ее населения, так и степени ее устойчивости. По аллельному спектру микросателлитной ДНК интродуцированная популяция заповедника характеризуется высокими долями уникальных аллелей, при высоком уровне полиморфности ее генетической структуры (Hobs – 0.775, AGD – 0.739), что указывает на стабильное состояние и отсутствие в ней действия отбора. Обнаружение аллелей микросателлитной ДНК, не выявленных в материнских поселениях, связано, вероятно, с вселенцами первой (2014) волны, которые успешно закрепились в новом местообитании и сформировали ядро будущего поселения. Этот вывод подтверждают данные о генетических дистанцияхь (Δμ2) и индексах фиксации гамет (FST) пяти проанализированных популяций степного сурка. Максимальные значения индекса фиксации FST были получены для популяции заповедника при сравнении ее со всеми другими популяциями (0.336 – 0.301). Аналогичные результаты были получены по Δμ2-дистанциям. Максимальная дистанция была получена для двух географически близких популяций (3.135, 1.564). Таким образом, интродуцированная популяция заповедника характеризуется особенной генетической структурой, которая сформировалась в результате многоэтапной (2014, 2020, 2021) интродукции и устойчивой изоляции. Выявленные уникальные, не отмеченные у других, черты генетической структуры восстановленной на территории заповедника популяции являются следствием искусственного пути ее формирования. Они довольно ярко проявляются на фоне слабо дифференцированных материнских популяций степного сурка, формирующихся естественными динамическими популяционными процессами.

Об авторах

С. В. Титов
Пензенский государственный университет
Россия

Сергей Витальевич Титов

Факультет физико-математических и естественных наук; Кафедра зоологии и экологии

440026; ул. Красная, д. 40; Пенза



Н. А. Картавов
Пензенский государственный университет
Россия

Никита Александрович Картавов

440026; ул. Красная, д. 40; Пенза



А. Н. Добролюбов
Государственный природный заповедник «Приволжская лесостепь»
Россия

Александр Николаевич Добролюбов

440031; ул. Окружная, д. 10А; Пенза



О. В. Чернышова
Пензенский государственный университет
Россия

Ольга Валерьевна Чернышова

440026; ул. Красная, д. 40; Пенза



Н. А. Леонова
Пензенский государственный университет
Россия

Наталья Алексеевна Леонова

440026; ул. Красная, д. 40; Пенза



А. А. Кузьмин
Пензенский государственный технологический университет
Россия

Антон Алексеевич Кузьмин

440039; проезд Байдукова / ул. Гагарина, д. 1а / 11; Пенза



Список литературы

1. Abrakhina I. B. Results of conservation and artificial resettlement of Marmota bobak in the Ulyanovsk region. In: Biology, Ecology, Conservation and Management of Marmots: Materials from the All-Union Meeting. Moscow, A. N. Severtsov Institute of Evolutionary Morphology and Animal Ecology of the USSR Academy of Sciences Publ., 1991, pp. 69 (in Russian).

2. Arrigi F. E., Bergendahl G., Mandel M. Isolation and characterization of DNA from fixed cells and tissues. Experimental Cell Research, 1968, vol. 50, iss. 1, pp. 47–53. doi: 10.1016/0014-4827(68)90392-3

3. Bibikov D. I. Surki [Marmots]. Moscow, Agropromizdat, 1989. 255 p. (in Russian).

4. Bibikov D. I., Dezhkin A. V. The revival of the steppe marmot – bobac. Priroda, 1987, no. 11, pp. 33 (in Russian).

5. Bibikov D. I., Dezhkin A. V., Rumyantsev V. Yu. History and modern of the bobac (Marmota bobak Müll.) in Europe. Bulletin of Moscow Society of Naturalists. Biological Series, 1990, vol. 95, iss. 1, pp. 15–30 (in Russian).

6. Brookfield J. F. Y. A simple new method for estimating null allele frequency from heterozygote deficiency. Molecular Ecology, 1996, vol. 5, iss. 3, pp. 453–455. doi: 10.1046/j.1365-294x.1996.00098.x

7. Bruvo R., Michiels N. K., D'Sousa T. G., Schulenberg H. A simple method for calculation of microsatellite genotypes irrespective of ploidy level. Molecular Ecology, 2004, vol. 13, iss. 7, pp. 2101–2106. doi: 10.1111/j.1365-294X.2004.02209.x

8. Buchanan K., Burt de Perera T., Carere C., Carter T., Hailey A., Hubrecht R., Jennings D., Metcalfe N., Pitcher T., Peron F., Sneddon L., Sherwin C., Talling J., Thomas R., Thompson M. Guidelines for the treatment of animals in behavioural research and teaching. Animal Behaviour, 2012, vol. 83, iss. 1, pp. 301–309. doi: 10.1016/j.anbehav.2011.10.031

9. Chakraborty R., Zhong Y., Jin L., Budowle B. Nondetectability of restriction fragments and independence of DNA fragment sizes within and between loci in RFLP typing of DNA. The American Journal of Human Genetics, 1994, vol. 55, iss. 2, pp. 391–401.

10. Clark L., Drauch Schreier A. Resolving microsatellite genotype ambiguity in populations of allopolyploid and diploidized autopolyploid organisms using negative correlations between allelic variables. Molecular Ecology Resources, 2017, vol. 17, iss. 5, pp. 1090–1103. doi: 10.1111/1755-0998.12639

11. Dezhkin A. V. Artificial Resettlement of the steppe marmot in Russia and its outcomes. In: Rumyantsev V. Yu., ed. Abstracts of International Meeting on Marmots of CIS. Moscow, 1993, pp. 8–9 (in Russian).

12. Dimitriev A. V., Leontieva M. N., Abrakhina I. B., Barmin M. A., Isaev A. Yu., Kuvshinov V. A., Marphin V. G., Plechova Z. N., Shiyan R. I. Modern state and prospects of reacclimatization of the bobac (Marmota bobac Müll.) in the Volga Region. Actual Problems of Marmots Investigation (Collection of Scientific Articles). Moscow, ABF, 1994, pp. 45–62.

13. Dimitriev A. V., Buyashkin A. N., Marfin V. G., Kuvshinov V. A. Additional information on the distribution of marmots in the Middle Volga region. Marmots of North Eurasia: Conservation of Biodiversity. Abstracts of II International Meeting on Marmots of CIS. Moscow, ABF, 1996, pp. 21–22 (in Russian).

14. Dobrolyubov A. N. Relict settlement of the steppe marmot (Marmota bobak Müll.) in the Poperechenskaya steppe and its reintroduction into the natural complexes of the reserve. In: Biological Diversity and Dynamics of Natural Processes in the Privolzhskaya Forest-Steppe State Nature Reserve. Poperechenskaya Steppe: Works of the Privolzhskaya Forest-Steppe State Nature Reserve. Penza, Privolzhskaya Forest-Steppe State Nature Reserve Publ., 2013, iss. 3, pp. 165–169 (in Russian).

15. Dobrolyubov A. N. Chronicle of nature: Reintroduction of the steppe marmot (Marmota bobak Müll.) in the Privolzhskaya Forest-Steppe State Nature Reserve. In: Ochagov D. M., ed. Scientific Research in State Strict Nature Reserves and National Parks of the Russian Federation (2015–2021). Simferopol, Bisnes-Inform, 2022, iss. 5, pp. 233–234 (in Russian).

16. Dobrolyubov A. N., Leonova N. A. The structure of the steppe marmot colonies and the influence of its vital activity on the floral composition of the vegetation of the Ostrovtsovskaya forest-steppe. Russian Journal of Ecosystem Ecology, 2024, vol. 9, no. 1 (in Russian). doi: 10.21685/2500-0578-2024-1-5

17. Evanno G., Regnaut S., Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: A simulation study. Molecular Ecology, 2005, vol. 14, iss. 8, pp. 2611–2620. doi: 10.1111/j.1365-294X.2005.02553.x

18. Excoffier L., Laval G., Schneider S. Arlequin (version 3.0) An integrated software package for population genetics data analysis. Evolutionary Bioinformatics Online, 2007, no. 1, pp. 47–50.

19. Gower J. C. Some distance properties of latent root and vector methods used in multivariate analysis. Biometrika, 1966, vol. 53, no. 3–4, pp. 325–328. doi: 10.2307/2333639

20. Gromov I. M., Guriev A. A., Novikov G. A., Sokolov I. I., Strelkov P. P., Chapsky K. K. Mammals of the USSR Fauna. Moscow, Leningrad, Izdatel'stvo AN SSSR, 1963, pt 1. 639 p. (in Russian).

21. Gromov I. M., Yerbaeva M. A. Mammals Fauna of Russia and Adjacent Territories. Hares and Rodents. Saint Petersburg, Nauka, 1995. 641 p. (in Russian).

22. Guo X., Liu C., Bi S., Zhang X. A framework for developing biodiversity conservation networks based on morphological spatial pattern analysis and the maximum entropy model: A case study of the Jianghan Plain, China. Diversity, 2025, vol. 17, iss. 1, article no. 50. doi: 10.3390/d17010050

23. Leonova N. A., Kartavov N. A., Chernyshova O. V., Volkova E. K., Titov S. V. Vegetation transformation as a limiting factor in the existence of rodent populations in open area (using the example of Spermophilus suslicus). Povolzhskiy Journal of Ecology, 2025, no. 1, pp. 31–47 (in Russian). doi: 10.35885/1684-7318-2025-1-31-47

24. Leopold C. R., Fortini L. B., Sprague J., Sprague R. S., Hess S. C. Using systematic conservation planning to identify climate resilient habitat for endangered species recovery while retaining areas of cultural importance. Conservation, 2024, vol. 4, iss. 3, pp. 435–451. doi: 10.3390/conservation4030028

25. Lissovsky A. A., Stakheev V. V., Saveljev A. P., Ermakov O. A., Smirnov D. G., Glazov D. M., Obolenskaya E. V., Sheftel B. I., Titov S. V., eds. Atlas of Mammal Distribution in the European Part of Russia. Moscow, KMK Scientific Press, 2025. 448 p. (in Russian).

26. Lugonja T. N., Pouwels R., Arok M., Radišić D., Ćosić N., Ćirović D., Wamelink G. W. W. Combining local monitoring data and scientific models to prioritize conservation for European ground squirrel and safeguard grassland habitats. Landscape Ecology, 2025, vol. 40, iss. 1, article no. 21. doi: 10.1007/s10980-024-02037-1

27. Lynch M. The similarity index and DNA fingerprinting. Molecular Biology and Evolution, 1990, vol. 7, iss. 5, pp. 478–484. doi: 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040620

28. McManus J., Smit A. J., Faraut L., Couldridge V., van Deventer J., Samuels I., Devens C., Smuts B. The Recolonisation of the Piketberg leopard population: A model for human–wildlife coexistence in a changing landscape. Conservation, 2024, vol. 4, iss. 2, pp. 273–287. doi: 10.3390/conservation4020018

29. Pritchard J. K., Wen X., Falush D. Documentation for structure software: Version 2.3. 2010. 38 p. Available at: http://pritch.bsd.uchicago.edu/structure.html (accessed May 17, 2025).

30. Rumyantsev V. Yu. Reacclimatization of the steppe marmot: The results and problems (Message 1: Some methodological questions). In: Revival of Steppe Marmot: Proceedings of the International Seminar on the Marmots within the CIS Countries. Moscow, ABF, 1997a, pp. 30–32 (in Russian).

31. Rumyantsev V. Yu. Reacclimatization of the steppe marmot: The results and problems (Message 2: Theoretical problems). In: Revival of Steppe Marmot: Proceedings of the International Seminar on the Marmots within the CIS Countries. Moscow, ABF, 1997b, pp. 32–35 (in Russian).

32. Rumyantsev V. Yu., Ermakov O. A., Il’in V. Yu., Dobrolyubov A. N., Soldatov M. S., Damlenko E. A. On the history and modem state of the steppe marmot (Marmota bobok Mull.) in Penza oblast. Arid Ecosystems, 2012, vol. 2, iss. 2, pp. 111–119. doi: 10.1134/S2079096112020096

33. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 1659 p.

34. Sprygin I. I. Some information about the fauna of the steppe near the village of Poperechnaya. In: Materialy k opisaniyu stepi okolo der. Poperechnoi Penz. u. i zapovednogo uchastka na nei [Materials Describing the Steppe near the village of Poperechnaya in the Penza district and the Nature Reserve Located There]. Penza, Tipo-litografiya imeni tov. Vorovskogo, 1923, pp. 43–44 (in Russian).

35. Titov S. V., Batova O. N., Vasilieva N. A., Savinetskaya L. E., Tchabovsky A. V. Development and characterization of new polymorphic microsatellite markers for Eurasian ground squirrel Spermophilus fulvus (Lichtenstein, 1823). Russian Journal of Theriology, 2020, vol. 19, no. 2, pp. 131–135. doi: 10.15298/rusjtheriol.19.2.03

36. Zhigarev I. V., Rumiantsev V. Yu. On the state of reintroduced marmots in two forest-steppe reserves of European Russia. In: Chibilyov A. A., ed. Steppes of Northern Eurasia : Proceedings of the Tenth International Symposium. Orenburg, Institute of Steppe, Ural Branch of Russian Academy of Sciences Publ., 2024, pp. 443–449 (in Russian). doi: 10.24412/cl-37200-2024-443-449


Рецензия

Для цитирования:


Титов С.В., Картавов Н.А., Добролюбов А.Н., Чернышова О.В., Леонова Н.А., Кузьмин А.А. Особенности генетической структуры восстановленной в Государственном природном заповеднике «Приволжская лесостепь» популяции степного сурка (Marmota bobak Müll.) (Sciuridae, Mammalia). ПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2026;(1):102-121. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2026-1-102-121

For citation:


Titov S.V., Kartavov N.A., Dobrolyubov A.N., Chernyshova O.V., Leonova N.A., Kuzmin A.A. Features of the genetic structure of the steppe marmot (Marmota bobak Müll.) (Sciuridae, Mammalia) population restored in the State Nature Reserve “Privolzhskaya Lesostep”. Povolzhskiy Journal of Ecology. 2026;(1):102-121. (In Russ.) https://doi.org/10.35885/1684-7318-2026-1-102-121

Просмотров: 417

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-7318 (Print)
ISSN 2541-8963 (Online)